Sci Adv丨交配完反而不想睡？张哲等揭示雄性专属神经环路调控交配后睡眠抑制

2026-09-22

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许多物种表现出交配相关的睡眠抑制以最大化繁殖成功，但其在哺乳动物中的潜在神经机制仍不清楚。

2026年9月2日，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心张哲，复旦大学义乌研究院曹华腾和上海交通大学杨谦梓共同通讯在Science Advances 在线发表题为“A male-biased hypothalamic circuit modulates postmating sleep suppression in mice”的研究论文。该研究报道雄性小鼠在成功交配后的时期内表现出入睡延迟和睡眠持续时间减少，而雌性不受影响。单细胞转录组学在下丘脑视前区鉴定了一群表达Rxfp1的促睡眠神经元（POARxfp1神经元），光纤光度法揭示雄性小鼠在交配期间和交配后这些神经元被选择性抑制。

通过化学遗传激活解除这种抑制可逆转交配雄性小鼠的睡眠抑制。从这些POARxfp1神经元的单突触逆行示踪鉴定了来自终纹床核主核（BNSTpr）的雄性偏倚的γ-氨基丁酸释放输入。值得注意的是，这些神经元的光遗传激活在雄性小鼠中特异性诱导即时的觉醒，且BNSTpr→POARxfp1神经元在交配后过度活跃。总之，这些发现确立了一条BNSTpr→POARxfp1回路，该回路整合生殖信号以介导小鼠中雄性特异性的睡眠抑制。

论文解读

睡眠是一个具有根本重要性的生理过程。在许多物种中，动物表现出减少睡眠以换取更多时间用于性行为，这种权衡最终有利于繁殖成功。例如，雄性流苏鹬在繁殖季节表现出延长的清醒状态以最大化交配和确保伴侣，睡眠减少的量与更高的繁殖产出相关。在果蝇等非季节性物种中，雄性在与雌性24小时的互动期间由于持续的求偶行为表现出几乎完全的睡眠丧失。雌性同种通常表现出不同的交配调节睡眠模式。这些观察突显了一种性别二态性适应，其中雄性倾向于将繁殖机会置于睡眠之上。

繁殖行为对睡眠的性别特异性调节的神经机制已在无脊椎动物中进行了研究。果蝇研究表明，在雄性中，雌性信息素激活ppk23感觉神经元，这些神经元向中央P1神经元发出信号以抑制睡眠。章鱼胺能MS1神经元进一步通过与表达fruitless的神经元的连接介导这种行为。在雌性中，雄性来源的性肽通过性肽敏感感觉神经元-性肽腹神经节神经元中的性肽受体信号传导抑制睡眠。哺乳动物，如啮齿动物，也表现出繁殖行为对睡眠的性别特异性调节。然而，尽管有无脊椎动物研究，脊椎动物（尤其是哺乳动物）中由于繁殖行为导致的性别特异性睡眠调节的潜在机制在很大程度上仍然未知。一个明确的大脑区域是否整合繁殖和睡眠相关信号，以及涉及哪些神经元群体，仍不清楚。

图1.雄性小鼠交配期和交尾期的POA^Rxfp1神经元抑制控制交配引起的睡眠衰减（摘自Science Advances ）

下丘脑的视前区（POA）是睡眠控制的中心。腹外侧（vlPOA）和正中视前亚区的γ-氨基丁酸（GABA）释放（GABA能）神经元通过抑制觉醒回路来促进睡眠。POA中的神经元表达性激素受体，可能介导性别特异性睡眠调节。在雌性啮齿动物中，雌二醇降低vlPOA睡眠活跃神经元的活性并抑制前列腺素D₂介导的睡眠促进。相比之下，睾酮波动不改变雄性睡眠活跃神经元的活性。这些发现表明POA可能整合与性和睡眠相关的信号，但其是否构成繁殖行为调节睡眠的基础尚未被研究。

为解决这一知识空白，作者结合了行为视频追踪和多导睡眠记录，并表征了雄性小鼠交配后特异性的睡眠抑制。作者进一步使用Fos的荧光原位杂交（FISH）和光纤光度法，鉴定出交配后POA中表达Rxfp1的睡眠活跃神经元（POA^Rxfp1）的抑制在雄性中特异性观察到。光遗传和化学遗传的功能操控揭示POA^Rxfp1神经元促进非快速眼动（NREM）睡眠并调节交配后睡眠抑制。基于狂犬病毒（RV）的示踪显示了从终纹床核主核（BNSTpr）到这些神经元的雄性偏倚的抑制性输入。最后，作者使用RV-GCaMP和RV-ChR2证明了BNSTpr→POA^Rxfp1投射在雄性小鼠中促进觉醒且在交配后过度活跃。

总之，作者的发现揭示了一条以POA为中心的回路，该回路整合繁殖信息和性别特异性睡眠调节，揭示了一种脊椎动物中繁殖相关睡眠抑制的机制，该机制可能对最大化繁殖成功具有重要意义。

参考消息：

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aeb6839

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